[其他]風控高返回系數大功率開關

無效

• 申請號: 85202174
• 申請日: 1986-01-30
• 公開（公告）號: CN85202174U
• 公開（公告）日: 1986-08-20
• 發明（設計）人: 蔡躍陸
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H01H35/24
• 分類號: H01H35/24;F03D7/00
• 代理公司: 清華大學專利事務所
• 代理人: 盧瑞英

本實用新型為風力發電系統自動控制裝置，用于實現隨風速對風力發電機組進行自動控制。

目前，國內外采用的新型風力系統為立軸型達里厄(Darrieus)交流發電并網運行系統。(可參閱1979，No?3“國外新能源”雜志，或浙江省電力實驗研究所，1980年出版的“國外風力發電動向”一書)該系統由于具有結構簡單、運行可靠、造價低廉等特點，美國鋁業公司已商品化。加拿大國家研究委員會(NRC)與魁北克水電研究所(IREQ)合作的200KW異步機并網系統運行已有數年。加拿大為了展寬該機組使用的風速范圍，從低風速中得到更多的電能，在該系統中采用了可變速比升速箱。以實現在不同風速時，用機械換擋的方法使風機與發電機相匹配。顯然，由于可變速比升速箱制造技術復雜，因此造價高，操作也不方便。

為了克服采用可變速比升速箱所帶來的上述問題，本實用新型在達里厄風機與異步機組成的并網系統中，使用造價低的固定速比升速箱，而由電控的方法來取代機械換擋的方法。制成一種隨風速自動控制，返回系數高的大功率開關，以克服上述系統之不足。

本開關即風控高返回系數大功率開關是由風速傳感器，電子電路，執行元件(交、直流接觸器或大功率雙向可控硅)組成。其工作原理框圖如附圖所示。其工作原理如下：風速傳感器“1”將風速轉變為電訊號，經電子電路的整流電路“2”、阻抗變換電路“3”，到按幾個不同風速(本圖中為V₁——V₆六個不同的風速)而設計的基準設置電路“4”去比較，再經驅動放大電路“5”處理后，帶動其執行元件“6”，即可實現隨風速準確地控制執行元件的吸合與釋放，執行元件可選用經濟實用，國內的定型產品——交、直流接觸器。也可選用較先進的大功率雙向可控硅。

本功率開關由于仍采用了現有的風速傳感器，和交流、直流接觸器，配之所設計的電子電路其特點是功率大；按所設計的風速準確動作，且返回系數高達90％以上，達到造價低，操作方便等予期目的。

附圖為本實用新型的一個具體實施例——六通道風控高返回系數大功率開關的工作原理框圖與電路圖。

圖1為本實施例的工作原理框圖。

圖2為本實施例的電路圖。圖中包括6個部分。

1、風速傳感器：采用我國定型產品并為目前氣象臺站所用的“EL型電接風向風速儀”。

2、整流濾波電路：EL型風速計為一只交流測速發電機為轉變成所要求的直流風速信號，故設置整流濾波電路。其中1R及1Z穩壓器在正常使用風速范圍內不起作用，當風速超過上限值后起限幅保護作用。

3、阻抗變換電路：適應前后級電子電路匹配的需要。

4、基準電壓設置電路與驅動放大電路：控制放大風速信號V_n，并使小型繼電器J_n動作。

5、執行元件：實現大功率控制主電路的轉換。采用常規的交流或直流接觸器，用小型繼電器J_n的常開觸頭控制接觸器nC的線圈。

已制出的六通道風控高返回系數大功率開關(直流)經風洞實驗，實測數據如下：

執行元件：440V；40A直流接觸器。

吸合風速VI(m/s)為：5.50；6.35；7.70；8.36；9.13；10.1時，釋放風速V2(m/s)對應為：5.00；6.16；7.30；8.06；8.80；10.06。

返回系數K＝V₂/V_I對應為：91％；97％；95％；96％；96％；99％。

本開關經阻抗變換器輸出的電壓V與風速的關系只要求有確定的對應關系，不要求嚴格的線性關系。傳感器的線性度不影響動作風速，也不影響返回系數。而且基準電壓設置部分可按不同風速調到其參數值后封裝為系列、獨立元件(只有兩個引腳)。裝置做好后要改變其動作風速(例如1C原為6米/秒風速時吸合，現要改為8米/秒風速時動作)只要更換相應的“基準設置”插件即可。

本大功率(交流)開關也已在北京八達嶺外西撥子風力發電試驗場6米型風機與異步機的并網系統試運行，試運行證明開關可準確地實現隨指令風速啟動、變速、超速保護等自動控制。